氡氣測(cè)量應(yīng)用

     放射性核素發(fā)生α衰變時(shí)會(huì)產(chǎn)生α射線，它是具有很強(qiáng)電離能力的重帶電粒子，當(dāng)其照射人體組織粘膜時(shí)，其對(duì)人體危害很大。不同核素衰變產(chǎn)生的α射線的能量是不同的，進(jìn)行α能譜測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)對(duì)某一核素的測(cè)量。目前對(duì)ink30">ink29">天然放射性核素衰變產(chǎn)生的α射線的測(cè)量主要是應(yīng)用于氡氣和釷射氣的測(cè)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)研究表明，室內(nèi)氡氣污染是僅次于吸煙導(dǎo)致肺癌的第2大誘因。同時(shí)，可利用氡氣的一些性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于鈾礦資源勘查、石油天然氣勘查、裂隙基巖地下水資源勘查、地質(zhì)構(gòu)造勘查、地面沉陷勘查等領(lǐng)域。

 α能譜測(cè)量特點(diǎn)

α粒子為帶正電重粒子，具有很強(qiáng)的電離物質(zhì)的能力。同時(shí)，α粒子在物質(zhì)中的射程很短，氡及其子體α衰變產(chǎn)生的α粒子在空氣中的射程約在4cm~9cm范圍內(nèi)，具體會(huì)因空氣濕度的影響略有差異。在進(jìn)行α能譜測(cè)量時(shí)，主要是利用α粒子的電離物質(zhì)的特性對(duì)其進(jìn)行探測(cè)的。但是，在α能譜測(cè)量時(shí)，為了保持能量的線性關(guān)系，必須使α粒子能量損耗具有一致性，也即使其處于同一能量衰減條件下對(duì)其進(jìn)行探測(cè)。

用來(lái)對(duì)α射線進(jìn)行α能譜測(cè)量的主要探測(cè)器為半導(dǎo)體探測(cè)器，包括：金硅面壘型半導(dǎo)體探測(cè)器、鋰離子注入型半導(dǎo)體探測(cè)器、Si-PIN半導(dǎo)體光電二極管等。半導(dǎo)體探測(cè)器具有能量分辨率高、性能穩(wěn)定、探測(cè)效率較高、體積小、抗磁性好、光電轉(zhuǎn)換效率高、反向漏電流小以及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。半導(dǎo)體探測(cè)器探測(cè)原理共同特征是利用α粒子的電離特性電離其PN結(jié)區(qū)，產(chǎn)生大量電子-空穴對(duì)，在偏置電壓作用下，電子-空穴分別向兩個(gè)電極移動(dòng)，并輸出信號(hào)。α粒子能量不同，電離出來(lái)的電子-空穴對(duì)數(shù)量也不同，因此輸出信號(hào)的幅度也不同。根據(jù)這一特性，可利用后續(xù)電子學(xué)電路，實(shí)現(xiàn)脈沖幅度信息和脈沖數(shù)量信息的記錄，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)某一核素的定性測(cè)量。

為了滿足α粒子同一能量衰減條件要求，***理想的測(cè)量條件是α輻射體被吸附到探測(cè)器表面，在其表面發(fā)生α衰變，這個(gè)α衰變產(chǎn)生的α粒子的能量不會(huì)損耗在空氣射程中。如果探測(cè)器表面鍍層厚度是一致的（用來(lái)探測(cè)α粒子的半導(dǎo)體探測(cè)器表面電極有一層很薄的導(dǎo)電層，厚度微米量級(jí)），那么α粒子穿過(guò)鍍層進(jìn)入PN結(jié)區(qū)前損耗的能量基本是一致的，因此仍然能保持能量線性特性。

在進(jìn)行α能譜測(cè)量時(shí)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)某一核素的定性測(cè)量，則這一核素衰變產(chǎn)生的α粒子能量必須具有特征性，且相應(yīng)衰變核素盡量為短壽核素。通過(guò)對(duì)天然放射性核素α射線能譜特性進(jìn)行分析可知，在鈾系中²²²Rn，²¹⁸Po，²¹⁴Po，在釷系中²²⁰Rn，²¹⁶Po，²¹²Po均具有能量特征性，除²²²Rn外，均為短壽核素。